As técnicas de processamento comumente usadas em plantas metalúrgicas incluem cristalização a vácuo por jato de vapor, cristalização por congelamento por concentração de evaporação, sulfato férrico polimérico, limalha de ferro e diálise por difusão. Existe também o método de regeneração de óxido de ferro com amônia vermelha, menos utilizado devido aos seus múltiplos equipamentos e alto consumo de energia. A capacidade dos equipamentos de processamento é normalmente expressa em termos da quantidade de ácido sulfúrico consumido por ano (concentração de 98%) para decapagem de aço. Geralmente, equipamentos pequenos consomem cerca de 500 t/ano, enquanto equipamentos grandes consomem 1000-3000 t/ano.
Método de cristalização a vácuo por jato de vapor:um método para manter um certo grau de vácuo no evaporador e cristalizador através de um jato de vapor e condensador. Quando o líquido residual com uma temperatura superior à temperatura de evaporação sob este grau de vácuo passa, a água no líquido residual evapora em um estado adiabático, resultando em uma diminuição na temperatura do líquido residual, um aumento na concentração e uma diminuição correspondente em a solubilidade do sulfato ferroso. Ao mesmo tempo, novo ácido é adicionado ao evaporador para aumentar a acidez da solução e precipitar os cristais supersaturados de sulfato ferroso. O fluxo do processo é mostrado na Figura 1. A vantagem deste método é que ele pode lidar com uma grande quantidade de líquido residual e produzir continuamente sete sulfatos ferrosos de água cristalina (FeSO4 • 7H2O) e ácido regenerado (contendo 10% a 20% de H2SO4 e 44% a 8% FeSO). FeSO4 • 7H2O tem pureza superior a 95% e contém menos de 1% de H2SO4. Nenhuma poluição secundária. A desvantagem é que é necessário adicionar novo ácido durante o processamento e toda lavagem com ácido utiliza ácido regenerado. O bico injetor de vapor está sujeito a desgaste.
Método de cristalização por congelamento de concentração de evaporação:O líquido residual é primeiro aquecido no evaporador e a água é removida por evaporação a vácuo para aumentar a acidez e a concentração de sulfato ferroso. Em seguida, ele é enviado para o tanque de cristalização e a temperatura do líquido residual é reduzida para 0-3 grau com água salgada congelada para precipitar cristais de sulfato ferroso. O tempo de cristalização por congelamento é geralmente de 2 horas. As vantagens desse método são que ele pode processar uma grande quantidade de líquido residual, tem alta eficiência de evaporação e produz sete sulfatos ferrosos de água cristalina. Durante o processo de tratamento, nenhum ácido novo é necessário, e o novo ácido é usado diretamente para decapagem de aço. O ácido regenerado contém 16% a 20% de H2SO4 e 5,5% a 7% de FeSO4. FeSO4 • 7H2O tem pureza superior a 95% e contém menos de 1% de H2SO4. A desvantagem é que requer um conjunto completo de equipamentos como um freezer, o que exige grande investimento, alto custo e operação complexa. Os evaporadores de grafite são propensos a serem bloqueados por cristais de sulfato ferroso. O tubo de cobre no tanque de cristalização está corroído por ácido e tem vida útil curta, exigindo substituição frequente.
Método de sulfato férrico polimérico:Primeiro, o líquido residual é pré-tratado, depois oxidado com oxigênio, e o NaNO2 é usado como catalisador para gerar polímero de sulfato férrico básico, ou seja, sulfato férrico polimérico, que é usado como agente de purificação de água. O fluxo do processo é mostrado na Figura 3. Este método pode lidar com resíduos líquidos gerados em diversas situações, com operação intermitente e ciclo de produção de 2 horas. O sulfato férrico polimérico contém 12,5% a 13,5% de Fe2O3, vestígios de Fe2+, uma densidade de 1,45 a 1,50g/cm3, uma alcalinidade de 10% a 13%, e um valor de pH de 0,5 a 1,0. Seus equipamentos de processo são simples, com baixo investimento e sem poluição secundária.
Método de limalha de ferro:O ácido livre no líquido residual reage com limalha de ferro para formar sulfato ferroso, que é então concentrado por aquecimento e resfriado naturalmente para cristalizar e precipitar. Este método apresenta grave poluição ambiental, alta intensidade de trabalho e o líquido residual descarregado contém cerca de 00,15% de H2SO4 e 421% de FeSO, exigindo tratamento de neutralização. Aplicável apenas ao tratamento de baixo volume de resíduos líquidos.
Método de diálise por difusão:usando membrana de troca iônica, diálise por difusão, para separar ácidos livres e sulfato ferroso em líquidos residuais. Possui baixo consumo de energia e fácil operação. O ácido regenerado contém 140 ~ 180g/L H2SO4 e não mais que 10g/L FeSO4. A solução residual contém 20-30g/L H2SO4 e 10-120g/L FeSO4 e requer tratamento de neutralização. Adequado para o tratamento de baixo volume de resíduos líquidos e líquidos residuais de decapagem de chapas de aço silício.